一种湖泊水-气界面二氧化碳交换量测量装置

本技术涉及碳通量测量，尤其涉及一种湖泊水-气界面二氧化碳交换量测量装置。

背景技术：

1、湖泊生态系统是流域与水体生物群落、各种有机和无机物质之间相互作用与不断演化的产物。湖泊生态系统具有多种多样的功能—调蓄、改善水质、为动物提供栖息地、调节局部气候、为人类提供饮水与食物等。湖泊生态系统受富营养化影响逐渐退化，服务功能严重受损。通过生态修复，可将湖泊从浊水状态重新恢复到清水稳态。而大气中的二氧化碳和甲烷等气体会导致全球温室效应加剧，冰川熔化和水平面上升，对人类居住环境造成不良影响，其水-气界面二氧化碳交换是目前不可忽视的一个关键性问题，现有的湖泊水-气二氧化碳交换量测量设备大多数为手动逐步操作，其工作效率低，无法在较深的湖面水域进行测量，没有专用的固定装置在水面上难以进行稳定的安装，导致测量效果不佳产生误差，精准度不足，且气体取样过程多为人工采集，增加人工成本，费时费力，无法满足湖泊水-气二氧化碳交换量的精准测量需求。

技术实现思路

1、本实用新型克服了现有技术的不足，提供了一种湖泊水-气界面二氧化碳交换量测量装置。

2、为达上述目的，本实用新型采用的技术方案为：

3、本实用新型提供了一种湖泊水-气界面二氧化碳交换量测量装置，所述测量装置包括：

4、所述气体交换机构包括测量箱，所述测量箱底部设置有滑块，所述滑块连接于滑轨上，所述滑轨安装于箱体定位板上，所述箱体定位板两侧安装有第一丝杆，所述第一丝杆连接第一丝杆螺母，所述第一丝杆螺母设置于所述测量箱的两侧，所述测量箱的底部开有气体交换室，所述气体交换室顶部开有圆形通孔，所述气体交换室顶部安装有微型风扇；

5、所述取样模块包括箱体框架，所述箱体框架安装于所述测量箱外部，所述箱体框架上安装有横梁，所述横梁上方安装有第二丝杆，所述第二丝杆连接活塞，所述活塞安装于取样瓶内部，所述取样瓶设置于所述测量箱的顶部。

6、进一步的，本实用新型的一个较佳实施例中，所述第一丝杆限定安装于丝杆安装架上，所述丝杆安装架固定于所述箱体定位板上，且置于所述滑轨侧面。

7、进一步的，本实用新型的一个较佳实施例中，所述第一丝杆连接第一伺服电机，所述第一伺服电机与所述第一丝杆连接处有第一联轴器，所述滑轨顶端设置有挡板。

8、进一步的，本实用新型的一个较佳实施例中，所述箱体定位板上开设有气体通孔，所述箱体定位板下方设置有固定插桩。

9、进一步的，本实用新型的一个较佳实施例中，所述气体交换室两侧开有抽样管安装孔，所述圆形通孔贯穿至所述测量箱的顶部。

10、进一步的，本实用新型的一个较佳实施例中，所述微型风扇连接旋转电机的输出轴，所述旋转电机垂直安装于所述测量箱的上方。

11、进一步的，本实用新型的一个较佳实施例中，所述旋转电机的输出轴安装于所述圆形通孔内。

12、进一步的，本实用新型的一个较佳实施例中，所述第二丝杆上有第二丝杆螺母，所述第二丝杆螺母连接传动杆的一端，所述传动杆的另一端连接所述活塞底部，所述第二丝杆连接第二伺服电机，所述第二伺服电机与所述第二丝杆连接处固定第二联轴器。

13、进一步的，本实用新型的一个较佳实施例中，所述取样瓶底部连接抽样管，所述抽样管安装于所述抽样管安装孔内。

14、进一步的，本实用新型的一个较佳实施例中，所述取样瓶内部安装有光谱二氧化碳传感器，所述光谱二氧化碳传感器连接控制系统。

15、本实用新型的有益技术效果在于：

16、本实用新型的测量箱底部连接有箱体定位板，启动第一伺服电机可驱动第一丝杆螺母在第一丝杆上进行匀速位移，从而带动测量箱在箱体定位板上做同步位移运动并对准气体通孔，实现测量箱在水面上的快速固定效果，提高测量稳定性，保证测量精准度，气体接触时启动旋转电机带动微型风扇旋转，可对气体进行充分混匀，进而提高检测结果的质量，减少误差的产生，第二伺服电机带动第二丝杆螺母向上位移，从而在传动杆的带动下使活塞同步向上位移将气体抽取至取样瓶内，取样瓶安装光谱二氧化碳传感器，设置多个取样瓶进行对比采样测量，能够自动测量二氧化碳交换量，提高湖泊水-气界面二氧化碳交换量测量准确性，有效提升测量结果的可靠性，实现全面自动化。

技术特征：

1.一种湖泊水-气界面二氧化碳交换量测量装置，所述测量装置包括气体交换机构和取样模块，其特征在于：

2.根据权利要求1所述的一种湖泊水-气界面二氧化碳交换量测量装置，其特征在于，所述第一丝杆限定安装于丝杆安装架上，所述丝杆安装架固定于所述箱体定位板上，且置于所述滑轨侧面。

3.根据权利要求2所述的一种湖泊水-气界面二氧化碳交换量测量装置，其特征在于，所述第一丝杆连接第一伺服电机，所述第一伺服电机与所述第一丝杆连接处有第一联轴器，所述滑轨顶端设置有挡板。

4.根据权利要求3所述的一种湖泊水-气界面二氧化碳交换量测量装置，其特征在于，所述箱体定位板上开设有气体通孔，所述箱体定位板下方设置有固定插桩。

5.根据权利要求1所述的一种湖泊水-气界面二氧化碳交换量测量装置，其特征在于，所述气体交换室两侧开有抽样管安装孔，所述圆形通孔贯穿至所述测量箱的顶部。

6.根据权利要求1所述的一种湖泊水-气界面二氧化碳交换量测量装置，其特征在于，所述微型风扇连接旋转电机的输出轴，所述旋转电机垂直安装于所述测量箱的上方。

7.根据权利要求6所述的一种湖泊水-气界面二氧化碳交换量测量装置，其特征在于，所述旋转电机的输出轴安装于所述圆形通孔内。

8.根据权利要求1所述的一种湖泊水-气界面二氧化碳交换量测量装置，其特征在于，所述第二丝杆上有第二丝杆螺母，所述第二丝杆螺母连接传动杆的一端，所述传动杆的另一端连接所述活塞底部，所述第二丝杆连接第二伺服电机，所述第二伺服电机与所述第二丝杆连接处固定第二联轴器。

9.根据权利要求1所述的一种湖泊水-气界面二氧化碳交换量测量装置，其特征在于，所述取样瓶底部连接抽样管，所述抽样管安装于所述抽样管安装孔内。

10.根据权利要求9所述的一种湖泊水-气界面二氧化碳交换量测量装置，其特征在于，所述取样瓶内部安装有光谱二氧化碳传感器，所述光谱二氧化碳传感器连接控制系统。

技术总结
本技术涉及一种湖泊水‑气界面二氧化碳交换量测量装置，属于碳通量测量技术领域，所述测量装置包括气体交换机构和取样模块，所述气体交换机构包括测量箱，所述测量箱连接箱体定位板，所述箱体定位板两侧安装有第一丝杆螺母，所述第一丝杆螺母设置于所述测量箱体的两侧，所述测量箱的底部开有气体交换室，所述气体交换室顶部安装有微型风扇。所述取样模块包括箱体框架，所述箱体框架上安装有第二丝杆，所述第二丝杆连接活塞，所述活塞安装于取样瓶内部，所述取样瓶设置于所述测量箱的顶部。本技术所述的一种湖泊水‑气界面二氧化碳交换量测量装置，能够快速准确测量水面二氧化碳交换量，提高工作效率，节省人力。

技术研发人员：倪茂飞,张羿,杜佳杰,龙靖潇,苑浩达
受保护的技术使用者：贵州民族大学
技术研发日：20230720
技术公布日：2024/4/17